Aktuální vydání

celé číslo

04

2024

Průmyslové roboty a automatizace výrobních a montážních linek

celé číslo

Vysokorychlostní kamery JAI Spark

Společnost JAI představuje zbrusu novou řadu kamer Spark s výkonnými senzory CMOS. Novinka přináší skvělé barvy, velkou citlivost a rozlišení 5 a 20 MPx. Tento článek se věnuje unikátní kameře SP-5000 s rozlišením 5 MPx.

Kamery JAI řady Spark jsou určeny pro úlohy, v nichž je vyžadována maximální kvalita obrazu a rozlišení. Nové kamery jsou založeny na rychlých senzorech CMOS s rozlišeními 5 a 20 MPx. Za pozornost stojí zejména kamera SP-5000 (obr. 1) s rozlišením 5 MPx a maximální frekvencí 250 snímků za sekundu. Kamera poskytuje mimořádně kvalitní barevný obraz díky zpracování barev přímo na čipu. 

Velký senzor znamená skvělý obraz

Ačkoliv se v současnosti všichni výrobci fotoaparátů snaží nabídnout co nejvíce megapixelů, tím, co dělá fotoaparát či kameru opravdu kvalitní, není rozlišení, ale skutečná velikost snímače. Velikost pixelu senzorů kamer řady Spark je 5 nebo 6,5 μm. Větší plocha pixelu pojme více světla, a kamera je tak citlivější a má menší šum, ale nejen to – výhodou je též přesné zobrazení hran i méně kvalitním objektivem. 

Nejrychlejší kamera s 5 MPx

Kamera SP-5000 dosahuje maximální frekvence 250 snímků za sekundu při plném rozlišení 5 MPx. Zvýšení frekvence lze dosáhnout omezením rozlišení, a to jak ve vertikální, tak v horizontální ose. Reálně lze tudíž dosáhnout frekvence až 5 000 snímků za sekundu při rozlišení přibližně VGA.  

Integrované ovládání objektivu

Všechny kamery řady Spark jsou vybaveny výstupy pro ovládání motorizovaného objektivu s možností přesně nastavit clonu (P-iris). Výstupy jsou plně programovatelné a je možné je alternativně použít také k ovládání tříosé polohovací hlavice nebo jiného kompatibilního zařízení. 

Menší šum

Každý vyrobený senzor je jiný, a dokonce ani žádný pixel nemá stejnou odezvu na dopadající množství světla jako okolní pixely. Výrobce kamery proto obraz koriguje tak, aby při homogenním osvětlení senzoru byla ve všech pixelech stejná hodnota odezvy. Firma JAI poskytuje vylepšený algoritmus pro korekci šumu z obrazového čipu, jehož výsledkem je větší poměr signálu k šumu (SNR – Signal-to-Noise Ratio), lepší vlastnosti v úlohách s malým osvětlením čipu, ostřejší obraz a přesnější zobrazení barevných odstínů. 

Vylepšená správa barev

U barevných kamer SP-5000 je použit čtyřkanálový ovladač pro jednotlivé barvy (červená, modrá, dvakrát zelená). Signál ze senzoru tak není zesilován najednou, ale jsou zesilovány pouze jednotlivé barvy, což vede k celkově menšímu šumu a lepšímu odlišení barevných odstínů.

Na všech kamerách JAI Spark je možné nastavit interpolaci barev z barevného senzoru s Bayerovou maskou přímo v kameře (běžně se dělá až v počítači). Výsledkem je sice menší snímková frekvence, ale také menší zátěž CPU počítače. 

Neomezené možnosti komunikace

Kamery jsou nabízeny se čtyřmi komunikačními rozhraními: jsou to gigabitový Ethernet, USB 3.0, Camera Link a CoaXPress. Na propustnosti rozhraní závisí maximální snímková frekvence. U kamery SP-5000 je možné pro zdvojnásobení snímkové frekvence využít dvě paralelní gigabitové linky. S rozhraním CoaXPress lze dosáhnout maximální snímkové frekvence 250 fps při rozlišení 5 MPx (tab. 1). 

Odolná a robustní kamera

Díky robustní konstrukci jsou kamery JAI Spark odolné proti nárazu i trvalým vibracím, takže není problém je použít v průmyslovém prostředí (např. na chvějícím se stroji nebo na sloupu vystaveném nárazům větru) a nebo v dopravních prostředcích (letecké snímkování, street view či kombinace s radarovým měřením rychlosti). K dispozici je také varianta s rozšířeným teplotním rozsahem od –45 do +70 °C. 

Použití kamery

Tato velmi rychlá kamera najde uplatnění především v průmyslu při precizním zobrazování a měření rozměrů, dále při snímání rychlých mechanických dějů a odhalování chyb nebo např. ve sportu. Odolnost a výborná citlivost i za špatných světelných podmínek předurčují tyto kamery k použití v dopravních systémech. 

Tomáš Gřeš, ATEsystem s. r. o.

Obr. 1. Kamera JAI Spark SP-5000

Tab. 1. Maximální snímková frekvence v závislosti na komunikačním rozhraní